초록 ▼

□연구개요
대수기하학 및 가환대수/계산 대수기하학적 기법을 이용하여 2D 영상으로부터 3D 영상을 재구성하는 방법을 연구하고, 이를 의료 영상 분석, 특히 2D CT / X-ray 등의 방사선 영상, 관절경/복강경 영상, 동작분석의 2D 동영상으로부터 3D 영상을 효율적으로 재구성하는 기술을 개발한다.

□연구 목표대비 연구결과
- 대수공간 힐버트 원소의 정보 분석 기법 (100%) 본 연구진은 일반적으로 힐버트 스킴과 가환 행렬 쌍의 연구를 진행하여 논문으로 발표하였다. 이는 상위 10% 저널인 Transac

□연구개요
대수기하학 및 가환대수/계산 대수기하학적 기법을 이용하여 2D 영상으로부터 3D 영상을 재구성하는 방법을 연구하고, 이를 의료 영상 분석, 특히 2D CT / X-ray 등의 방사선 영상, 관절경/복강경 영상, 동작분석의 2D 동영상으로부터 3D 영상을 효율적으로 재구성하는 기술을 개발한다.

□연구 목표대비 연구결과
- 대수공간 힐버트 원소의 정보 분석 기법 (100%) 본 연구진은 일반적으로 힐버트 스킴과 가환 행렬 쌍의 연구를 진행하여 논문으로 발표하였다. 이는 상위 10% 저널인 Transactions of American Mathematical Society 에 개재 승인이 되었고, 후속 연구를 Aarhus의 Gergely Berczi 교수와 Illinois at Urb ana-Champaign의 William Haboush 교수와 진행 중이다.
- 족부/골반/척추 통계형상모델 구축 (100%) 통계형상모델은 학습 형상 데이터의 분포를 분석해, 새로운 형상을 보간 또는 보외로 생성하는 방법이다. 본 연구진은 매끄러운 골 사이에 정확한 대응을 찾는 방법을 연구하였다. 그 결과, 표면의 곡률, 곡률선 분석을 통해 같은 특징점들을 추출하는 방법을 개발하였다. 거골(talus)과 같이 육안상으로는 정확한 특징점을 정확하게 찍을 수 없는 골의 경우에도, 표면의 곡률을 색으로 시각화 하고 지역적으로 곡률이 최대가 되는 점들을 자동으로 추출할 수 있었다. 족부 골에 대한 통계형상모델 생성을 우선적으로 진행하였으며, 같은 방식으로 척추, 골반 뼈에 대해서도 생성을 진행할 예정이다.
- 다양한 4차산업에 적용 가능한 레이저 그리드를 이용한 3차원 영상 재구성 방법 개발 (100%) 컴퓨터 비젼에서 3차원 영상의 재구성은 기본적으로 2개 이상의 관점에서 얻은 피사체의 2차원 정보가 필요하다. 본 연구진은 2개의 2차원 영상을 쓰는 대신 1개의 2차원 영상을 calibrate이 된 레이저 그리드로 대체하여 3차원 영상을 재구성하는 방법을 연구하였고, 효율성을 획기적으로 향상한 계산법을 발견하여 특허를 출원하였다.

□연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 경제적 측면 ∘ 본 과제의 최종 결과물은 CT 및 EOS 등 고가의 기계를 대체함으로써, 의료비 감소를 기대할 수 있다.
∘ 최종 결과물이 EOS 등에 비해 파격적으로 저렴하여, 개발 도상국 등에 대한 수출이 용이하다.
- 의학적 측면 ∘ 본 과제를 통해 개발될 최종 결과물은 적은 방사선 피폭량으로 다양한 질환에 적응할 수 있는 3차원 영상을 제공할 수 있다.
∘ 순수 국내 기초 기술로 단순방사선 영상 뿐만 아니라, 관절경/복강경 영상, 동작 동영상의 3차원 재건에 응용할 수 있다.
- 이론/기술적 측면 ∘ 본 과제를 통하여 연구할 컴퓨터 비젼의 대수기하학적 접근 방법은 본 계획서에서 제안하는 3차원 골 영상 재구성에의 응용뿐 아니라 가상현실, 자율운행 등 다양한 4차 산업의 핵심 분야에 응용이 될 수 있다.

(출처 : 요 약 문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1연구결과 요약문 ... 2목차 ... 31. 연구개발과제의 개요 ... 4 1.1 연구 목표 ... 4 1.2. 연구의 필요성 ... 4 1.3. 연구 범위, 연차별 목표 및 평가 착안점 ... 52. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6 1.2.1. 에센셜 대수공간의 연구 ... 7 1.2.2. Incidence 대수공간 알고리즘 연구 ... 8 1.2.3. 그로브너 기저 기반 다항식 알고리즘 ... 8 1.2.4. 응용: 단순 방사선 영상을 이용한 3차원 골 영상 재구성 ... 93. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 11 1.1 대수공간 힐버트 원소의 정보 분석 기법 ... 11 1.2 족부/골반/척추 통계형상모델 구축 ... 12 1.3. 다양한 4차산업에 적용 가능한 레이저 그리드를 이용한 3차원 영상 재구성 방법개발 ... 12 1.4. 대퇴골/경골의 2차원 영상에서의 윤곽선 추출 알고리즘 ... 154. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 17 4.1. 경제적 측면 ... 17 4.2. 의학적 측면 ... 17 4.3. 이론/기술적 측면 ... 185. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18 5.1.활용분야 및 활용방안 ... 18 5.2. 추가연구의 필요성 및 타 연구에의 응용 ... 18 5.3. 기업화 추진방안 ... 196. 참고문헌 ... 19[붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 20대표적 연구실적 ... 26끝페이지 ... 36